Picking 4.0: Fehlerfreie Kommissionierungsarbeit dank Künstlicher Intelligenz

Man stelle sich das folgende Szenario vor: Der Mitarbeitende einer Fabrik benötigt einige spezifische Bauteile für die Produktion. Die Fachkraft macht sich auf den Weg in die Lagerhalle und schon beim Betreten der Halle weiss das Materiallager nicht nur genau, welche Teile benötigt werden und in welchem Regal diese zu finden sind – es schlägt auch Alarm, falls nach den falschen Produkten gegriffen wird. Diese Vision ist auf dem Campus der RWTH Aachen Wirklichkeit geworden: Im Rahmen eines Kooperationsprojektes hat NTT DATA Business Solutions in Zusammenarbeit mit der Hochschule, einem Hersteller für industrielle Sensorlösungen und der Deutschen Telekom eine intelligente Systemlösung entwickelt, mit deren Hilfe Fehler bei der Kommissionierung in Zukunft der Vergangenheit angehören. Ein Modell zeigt, wie das Materiallager der Zukunft genau aussehen könnte.

Dies ist der fünfte Beitrag unserer Blogreihe “Innovation Networks“. Die Reihe bietet Einblicke in die Partnerschaften von NTT DATA Business Solutions und zeigt die Vorteile von Kooperationen und der Nutzung dieser Ökosysteme auf. Denn durch Kooperationen zwischen Industrie, Forschung und Start-ups gestalten wir gemeinsame Innovationen und somit langfristig unsere Zukunft.

Regal: Picking 4.0: Fehlerfreie Kommissionierungsarbeit dank Künstlicher IntelligenzDie lange Suche nach dem richtigen Artikel oder ein Griff in das falsche Regalfach: Gerade bei eiligen Kommissionierungsaufträgen kann es schnell zu Ungenauigkeiten kommen. Auslöser sind meist zeitliche Engpässe oder auch Unachtsamkeiten von Mitarbeitenden. Auch die wachsende Vielfalt an kaum unterscheidbaren Materialien und Produkten stellt immer höhere Anforderungen an die Fachkräfte: Den Mitarbeitenden geht z. B. wertvolle Zeit dadurch verloren, dass sie zwischen vielen ähnlichen Teilen das richtige identifizieren müssen.

Doch Fehler, die sich bereits in dieser frühen Phase des Kommissionierungsprozesses einschleichen, werfen mitunter lange Schatten: Verzögert sich der Prozess im Lager aufgrund von schwer auffindbaren Bauteilen oder werden die ausgehenden Materialbewegungen nicht korrekt verbucht, so gelangen die für den Herstellungsprozess benötigten Teile mitunter nicht zur richtigen Zeit und in der erforderlichen Stückzahl in die Produktionsstätte, was schnell die gesamte Produktionskette betrifft. In der Folge kann das dazu führen, dass die betreffenden Materialien und Produkte nicht fristgerecht gefertigt und verschickt werden können. Die Produktion kommt zum Stocken und im schlimmsten Fall sogar zum Stillstand. Besonders für renommierte Unternehmen stehen hier Aspekte wie die Kundenzufriedenheit und der gute Ruf auf dem Spiel – Werte, die angesichts der heutigen Wettbewerbslandschaft einen immer höheren Stellenwert einnehmen.

Mit gemeinsamer Forschung zur intelligenten Umsetzung

Um diesem Szenario entgegenzuwirken und präventive Massnahmen für die Kommissionierung zu entwickeln, haben wir gemeinsam mit der Rheinisch-Westfälisch Technischen Hochschule Aachen (RWTH Aachen) ein ganz besonderes Projekt umgesetzt: Auf dem Campus der Hochschule ist in Zusammenarbeit mit dem Industriepartner SICK  und dem an der Universität angesiedelten Center Connected Industry (CCI) der Prototyp eines intelligenten Materiallagers entstanden. Das begehbare Modell hat den grossen Vorteil, dass es die modernen technologischen Lösungen tatsächlich erlebbar macht. Das Ziel des Gemeinschaftsprojekts ist es, Kommissionierungsprozesse in Zukunft effizienter zu gestalten. Das Materiallager ist daher mit einem intelligenten System ausgestattet, das typische Fehler in Arbeitsabläufen erkennt und durch detaillierte Anleitung oder automatisierte Prozesse bei ihrer Vermeidung hilft. Die Deutsche Telekom unterstützt das Projekt mit einem mobilen 5G-Netz.

Einfach und effizient – dank smarter Integration von SAP-Backend und RFID-Technologie

Sensor: Picking 4.0: Fehlerfreie Kommissionierungsarbeit dank Künstlicher IntelligenzUnd so sieht der Prozess im Einzelnen aus: Über einen handlichen Sensor, den sogenannten RFID-Tag, der sich leicht an Helm oder Arbeitskleidung befestigen lässt, erkennt das System die Fachkraft schon beim Betreten der Lagerhalle. Die offenen Kommissionierungsaufträge werden ihr nun direkt aus dem SAP-Backend auf einem Monitor angezeigt und zusätzlich auf einem Mobilgerät ausgespielt. Die Mitarbeitenden können so nicht nur alle Informationen erfassen, sondern behalten auch den Überblick über die zu bearbeitenden Aufträge. Produktart, Stückzahl, Lagerort – das intelligente System stellt den Mitarbeitenden alle Informationen bereit, die sie zum erfolgreichen Abschluss eines Auftrags benötigen.

Welches Lagerfach die gewünschten Teile beinhaltet, erkennt die Fachkraft zusätzlich durch das sogenannte Pick-by-Light-System. Das Licht-System des intelligenten Materiallagers ist eine zusätzliche visuelle Hilfe und soll die Logistiker bei ihrer Tätigkeit unterstützen. Sucht ein Mitarbeitender nach dem jeweiligen Bauteil, erkennt das Lager den Auftrag und das entsprechende Regalfach leuchtet dank LED-Leuchten hell auf. Durch die klare Abhebung des Lagerorts von der restlichen Umgebung können die Lageristen das entsprechende Regal zielsicher ansteuern und das Auffinden des richtigen Bauteils wird deutlich beschleunigt. Auch die Entnahme der korrekten Stückzahl überwacht das intelligente System selbstständig. Dies funktioniert über einen weiteren 3D-Laserscanner, der über den Lagerfächern installiert ist. Dieser erfasst seine Umgebung und berechnet, ob der Mitarbeitende in das richtige Fach hineingegriffen und die richtige Anzahl an Teilen herausgenommen hat. Die Information wird mit den im SAP gespeicherten Auftragsdaten abgeglichen und der Mitarbeitende bei Abweichungen vom eigentlichen Auftrag alarmiert.

Picking 4.0: Fehlerfreie Kommissionierungsarbeit dank Künstlicher IntelligenzHat die Fachkraft die korrekte Anzahl an Teilen entnommen, kann sie nun das Lager verlassen und in die Produktionshalle überwechseln. Denn auch die im Lager befindlichen Teile sind mit RFID-Tags ausgestattet und können so problemlos von einem weiteren Scanner am Lagerausgang erfasst werden. So kann das System den Auftrag vollautomatisch als erfolgreich abschliessen und den Materialausgang im SAP-Warehouse-Management-System verbuchen. Damit lässt sich zu jeder Zeit die aktuelle Anzahl der im Lager befindlichen Materialteile in Echtzeit einsehen. Neubestellungen können rechtzeitig eingeplant und durchgeführt werden – ohne, dass es zu knappen Ressourcen kommt.

Forschung und Praxis – Das Gemeinschaftsprojekt legt den Grundstein für weitere Entwicklungen

Sensor: Picking 4.0: Fehlerfreie Kommissionierungsarbeit dank Künstlicher IntelligenzDas Modell des intelligenten Materiallagers an der RWTH Aachen liefert nur einen Vorgeschmack auf die vernetzte Zukunft, die im Bereich der innerbetrieblichen Logistik möglich sein kann. So soll nach Abschluss der laufenden Projektphase in einem weiteren Sprint eine Erweiterung des Systems in Richtung einer automatischen Belieferung der Produktionsanlagen durch autonom fahrende Wagen (sogenannte AGVs: Automated Guided Vehicle) erprobt werden.

Das Gemeinschaftsprojekt macht deutlich, welcher Mehrwert aus Kooperationen zwischen Forschungseinrichtungen und wirtschaftlichen Unternehmen entstehen kann. Durch das gezielte Zusammenführen unterschiedlicher Perspektiven und Expertisen werden innovative Projekte möglich, die anders nur sehr viel eingeschränkter realisiert werden könnten. Das intelligente Materiallager kann am Aachener Campus interessierten Unternehmen live vor Ort vorgestellt werden. Zusätzliche Einblicke in Konzeption und Funktionsweise des Forschungsprojekts und weitere innovative Use-Cases finden Sie auch auf Youtube bei der NTT DATA Business Solutions Digital Experience Tour – Industrie 4.0 erleben.

Die weiteren Blogbeiträge aus der Reihe „Innovation Networks“ lesen Sie hier:  

#1: Digitale Chancen im B2B – das intelligente Lager als Blaupause für nachhaltige Lösungen

#2: Künstliche Intelligenz in der Industrie – zwei Pilotprojekte im Porträt

#3: Von der Idee zur Business-Lösung – Co-Innovation als Hebel für den Erfolg

#4: Materialfluss 2.0: Intelligente Tracking-Lösungen vernetzen Produktion und Logistik

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